UTS團隊與Arup的研究伙伴合作,由巖土工程和運輸工程副教授貝扎德·法塔希(Behzad Fatahi)和博士生努爾·沙拉里(Ms Noor Sharari)領導,開發了一種嚴格的計算機模擬技術,可用于復雜的荷載條件,如地震、土壤結構和液體結構相互作用。
“UTS交互式高性能計算設備允許我們的團隊模擬整個系統,包括近50萬個具有非線性行為的元素,”副教授Fatahi說。
“我們現在可以優化這些儲能罐的設計,以應對大地震,提高其安全性,減輕故障對環境和經濟的重大影響。”
目前,澳大利亞約有十個主要液化天然氣生產設施滿足當地需求,每年向海外出口近一億公噸液化天然氣。
液化天然氣通常裝在由高延展性材料(如9%鎳鋼)制成的垂直圓形鋼容器內,而第二個容器通常由鋼筋混凝土制成,用于外部保護和氣密性或限制。
法塔希副教授表示,液化天然氣儲罐最常見的位置是沿海地區,這些地區的地面條件通常很差,需要深厚的樁基。因此,建設液化天然氣工廠的成本可能高達數十億美元,在確保安全和安保的同時,最大限度地降低建設成本是一個巨大的需求。
他說:“我們的模型可以提高液化天然氣儲罐設計的可靠性,以避免類似日本7.5級新瀉地震后液化天然氣儲罐損壞的災難性故障,該地震導致火災和爆炸失控,嚴重污染環境。”。
“我們開發了一種分析和設計方法,包括液化天然氣、內外罐、基礎以及它們之間的相互作用,使用一個能夠一步建模整個儲罐系統的單一計算機模型。
“此外,我們最近在《地震工程公報》和《已建設施性能雜志》上發表的研究結果表明,優化液化天然氣儲罐設計可以降低這些大型項目的施工成本。
“這將為建造更多此類大型儲能設施提供機會,有助于改善全球能源安全和經濟增長。
“烏克蘭的戰爭、最近東海岸的洪水影響了采礦工程和發電站的供應、季節性低水平的可再生能源生產和工廠停運,都是澳大利亞當前能源供應挑戰和價格大幅上漲的原因。
“建設更多的液化天然氣儲存設施可以讓澳大利亞在適當的時候儲存更多的能源,并在需求旺盛的時候使用,而不會影響我們的國際出口承諾。
法塔希副教授說:“這些儲存設施將來也可能用于儲存其他類型的能量,如氫或氨作為氫載體。”。
該研究團隊目前正在研究如何使用聚合物材料對這些新興能源的大型儲罐進行抗震保護。